CN101629562B - 电控阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电控阀，适用于控制变排量压缩机的排量，该电控阀包括阀壳、阀体、阀杆、压力传感件、螺线管线圈、导磁部件及圆盘铁芯。阀壳内限定一阀腔、一压力传感腔及一作动腔。阀体容纳在具有控制通道的阀腔内。通过线圈的电流使作动腔内的导磁件和圆盘铁芯励磁，从而对圆盘铁芯产生一个电磁力；压缩机的吸气压力通过连通压力传感腔而对其中的压力传感件施加一个力，该力与圆盘铁芯上的电磁力所形成的合力来控制阀体，由此来改变电控阀内排气压力与腔内压力之间的导通程度。为形成有效的磁场回路，在导磁部件的作用面上设有隔断磁路的沟槽，使得磁力线更多的贯穿在螺线管线的端部与圆盘铁芯之间，增加对圆盘铁芯的电磁作用力。

Description

电控阀

技术领域

本发明涉及用于汽车空调制冷循环的压缩机的电控阀。

背景技术

用于汽车空调制冷循环的压缩机由发动机驱动，发动机的转速根据汽车的运动状态而发生变化。采用可变制冷剂排量的变容式压缩机，可在发动机怠速的情况下获得足够的制冷量。如图1所示，在变容式压缩机中，主轴16在发动机的驱动下，带动曲轴腔15(即Pc)内的铰链机构19和斜盘18同时作旋转运动，斜盘有一个角度时(如虚线所指的位置)，活塞21随斜盘的旋转而作往复运动，将吸气腔22(即Ps)中的致冷剂吸入，经压缩，排出到排气腔23(即Pd)中，继而排出到空调致冷回路中。

改变压缩机容量、从而达到控制空调致冷量的步骤大致如下：当车内实际温度与目标温度差异较大时，传感器向计算机发出信号，计算机执行程序，改变(如增大)电控阀34的驱动电流，阀体受力改变，开口面积变化(如使Pd和Pc之间通道开口减至最小)，相对压缩气缸而言，Pc腔的压力减小，从而斜盘角度增加，致冷量增大。

美国专利US6481976提供了现有的电控阀控制结构，如图2所示，阀腔47的两头设置压力感应腔49和螺线管65。当螺线管通电流时，静铁芯44产生电磁力作用于动铁芯62，二者产生吸合，从而带动阀杆43的一端移动，阀杆的中间段设在阀腔内，阀杆移动时打开或关闭阀孔46。阀腔通过孔53与斜盘腔连通，阀孔通过孔54与排气腔相通，感应腔内的波纹管51通过孔56感受吸气腔压力，同时作用于阀杆的另一端。

由于上述专利文献中所涉及的铁芯为长筒形，静铁芯与动铁芯的吸合面的中心为平面、边缘为锥面。因此，吸合面的面积较小，需通过增加线圈匝数保障吸合力，而增加线圈匝数会不必要地增加体积及提高成本。

发明内容

本发明提供一种线圈匝数较少即能确保螺线管作用力的电控阀结构。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种电控阀，适用于控制变排量压缩机的排量，该电控阀包括阀壳、阀体、阀杆、压力传感件、固定部件及可动部件。阀壳内限定一阀腔、一压力传感腔及一作动腔，该阀腔连通压缩机的排气腔与斜盘腔，且阀腔具有一控制通道。阀体容纳在阀腔内以调节该控制通道的开口度。阀杆沿轴向设置，其一端在阀腔内支承该阀体，另一端延伸至该作动腔。压力传感件感应来自该压力传感腔的压力而施加一第一轴向的作用力于该阀体。固定部件固定于该作动腔内，可动部件，设在该作动腔内且连接该阀体。该可动部件与该固定部件之间可产生一第二轴向的电磁力，以与该第一轴向作用力形成控制该阀体动作的合力，其中该第一轴向与该第二轴向相反。其中该固定部件与该可动部件的其中之一包括一圆盘铁芯，该固定部件与该可动部件的其中另一包括一导磁部件及一设于导磁部件内的螺线管线圈，该导磁部件具有与该圆盘铁芯相对的作用面，且该作用面设有贯穿至内部的螺线管线圈的圆槽。

在上述的电控阀中，该压力传感腔连通该压缩机的吸气腔。

在上述的电控阀中，该固定部件包括该导磁部件及该螺线管线圈，该可动部件包括该圆盘铁芯，且该导磁部件邻近该阀腔，该圆盘铁芯远离该阀腔，该阀杆穿过该导磁部件而连接该圆盘铁芯。

在上述的电控阀中，该固定部件包括该导磁部件及该螺线管线圈，该可动部件包括该圆盘铁芯，且该导磁部件邻近该阀腔，该圆盘铁芯远离该阀腔，该阀杆通过一连接杆连接该圆盘铁芯。

在上述的电控阀中，该圆盘铁芯与该导磁部件之间设有可施加一第一轴向作用力的弹簧。

在上述的电控阀中，该阀杆与该作动腔内壁之间设有可施加第一轴向作用力的弹簧。

在上述的电控阀中，该固定部件包括该导磁部件及该螺线管线圈，该可动部件包括该圆盘铁芯，该圆盘铁芯靠近该阀腔且与该阀杆连接，该导磁部件远离该阀腔，其中该压力传感件设于该导磁部件与该圆盘铁芯之间。

在上述的电控阀中，该作动腔与该压力传感腔相通。

在上述的电控阀中，该导磁部件由一铁芯及部分该阀壳组成，其中部分该阀壳由导磁材料制成。

在本发明中，由于在导磁部件的作用面上形成隔断磁路的沟槽，使得磁力线更多的贯穿在螺线管线圈的端部与圆盘铁芯之间，可形成有效的磁场回路，增加对圆盘铁芯的电磁作用力。由此，本发明提供了一种用于准确控制空调中变排量压缩机的电控阀。该电控阀可不采用电磁离合器而将变容式压缩机控制到最小排量，并且线圈匝数较少即能确保螺线管的电磁作用力。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是汽车空调制冷循环压缩机的内部剖视图。

图2是现有的一种电控阀结构。

图3是根据本发明第一实施例的电控阀截面图。

图4是根据本发明第二实施例的电控阀截面图。

图5是根据本发明第三实施例的电控阀截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

第一实施例

图3为本发明第一实施例的电控阀截面图。

如图3所示，本实施例的电控阀包含：阀壳17，限定在阀壳17内的压力传感腔9、阀腔2、及作动腔15，按照从上到下的顺序设置，但这并非作为限制。

在阀腔部分，一从阀腔2沿径向延伸的第一引入通道3，通过供气通道6的上游部分将阀腔2与空调压缩机的排气腔Pd连接起来。第二引入通道4，通过供气通道6的下游部分将控制通道7与斜盘腔Pc连接。

阀体8位于阀腔2内，阀腔2和控制通道7的孔口端面为阀座。该阀体8可选择性的打开和关闭控制通道7，从而控制排气腔Pd与斜盘腔Pc之间的供气通道6。

压力感压腔9内设有一压力传感件，本实施例中为波纹管5。压力感压腔9通过供气通道与空调压缩机中的吸气腔Ps连接。通过感受吸气压力Ps的变化使波纹管5产生弹性变形，从而使波纹管5对阀体8产生第一轴向(在本实施例中为向下)的推力。压力传动杆11的下端借助波纹管5和弹簧12的力压紧在阀体8的上端。压力传动杆11、阀体8和阀杆10整体运动。

作动腔15内容纳本发明的固定部件和可动部件，其中可动部件与固定部件之间会产生第二轴向(在本实施例中为向上)的电磁力，促使可动部件向上推动阀体8。该电磁力与波纹管产生的作用力所形成的合力来控制阀杆及其阀体8，由此来改变电控阀内排气压力Pd与腔内压力Pc之间的导通程度。

在本实施例中，圆盘铁芯1为可动部件，线圈13和导磁部件14组成固定部件，这些部件均容纳在作动腔15内，而线圈13又整体设于导磁部件14内以节省体积占用。其中圆盘铁芯1位于作动腔底部且远离阀腔2，导磁部件14位于作动腔上部且邻近阀腔2。圆盘铁芯1与导磁部件14有较大的相对面积，且导磁部件14与圆盘铁芯1相邻的一作用面上开有圆槽19。螺线管线圈13通过控制电流而感生出感应磁场对导磁部件14与圆盘铁芯1磁化，形成磁场回路，因此圆盘铁芯1与导磁部件14之间产生电磁力，从而可推动阀杆10及阀体8运动。由于在导磁部件14的作用面上加工出隔断磁路的沟槽，使得磁力线更多的贯穿在螺线管线圈13的端部与圆盘铁芯1之间，可形成有效的磁场回路，增加对圆盘铁芯1的电磁作用力。

另外，在线圈腔15内，弹簧16置于圆盘铁芯1与导磁部件14之间，弹簧16产生第一轴向的作用力向下推动圆盘铁芯1。

线圈13在阀壳17的底部与电源18连接，在接受如空调的启闭状态、乘客室温度或目标温度等外部信号后控制电源输入线圈的电流大小。导磁部件14与圆盘铁芯1之间的电磁力大小取决于该电流值，因此达到调整阀杆开度的目的，从而改变空调压缩机排量。

第二实施例

下面，将对本发明的第二实施例进行说明。应注意，根据当前实施例的用于可变排量压缩机的电控阀其结构上与上述第一实施例类似，除了阀杆部分在结构上不同，因此相同的零部件由相同的附图标记表示，并且将省略对其的描述。图4为剖视图，显示出根据本实施例的用于可变排量压缩机的电控阀的结构。

如图4所示，在根据本实施例的用于可变排量压缩机的电控阀中，圆盘铁芯1位于螺线管线圈13的一侧，弹簧16置于圆盘铁芯1与导磁部件14之间，以提供第一轴向(在本实施例中为向下)的作用力。弹簧16向下推动圆盘铁芯1。圆盘铁芯1与连接杆20连接，因此当圆盘铁芯1受力作用运动时可推动连接杆20向上运动。同时，阀杆10的下端部分借助弹簧21的第一轴向的作用力压紧在杆20的上端。其中弹簧21设在作动腔15的顶壁与阀杆的下端部分之间。当螺线管线圈13通电时，连接杆20通过圆盘铁芯1所给力的作用向上推动阀杆10运动。当螺线管线圈13未通电时，由于弹簧21的弹簧力作用可使阀处于最大导通状态，从而使压缩机排量达到最小排量。

第三实施例

图5为本发明第三实施例的电控阀截面图。

如图5所示，本实施例的电控阀包括：阀壳，由导磁外壳116、壳套119及其他部分的外壳所组成，阀壳内限定阀腔102、压力传感腔114及作动腔112，按照从上到下的顺序设置，但这并非作为限制。

在阀腔部分，从阀腔102沿径向延伸第一引入通道103，通过供气通道106的下游部分将阀腔102与空调压缩机排气腔Pd连接起来。一第二引入通道104，通过供气通道106的上游部分将控制通道107与斜盘腔Pc连接。因此，第一引入通道103、阀腔102、控制通道107和第二引入通道104作为供气通道106的一部分，将空调压缩机中的排气腔Pd与斜盘腔Pc连接起来。根据斜盘腔压力Pc变化，该斜盘腔压力使空调压缩机中的斜盘的倾斜角变化。这将改变每个活塞的行程和压缩机排量。

阀体108位于阀腔102内，阀腔102和控制通道107的台阶起阀座的作用。该阀体108可选择性的打开和关闭控制通道107，从而控制排气腔Pd与斜盘腔Pc之间的供气通道106。

作动腔112内容纳本发明的固定部件和可动部件，其中可动部件与固定部件之间会产生第二轴向(在本实施例中为向下)的电磁力，促使可动部件向下推动阀体108。该电磁力与波纹管(容后描述)产生的作用力所形成的合力来控制阀杆及其阀体108，由此来改变电控阀内排气压力Pd与腔内压力Pc之间的导通程度。

在本实施例中，可动部件为圆盘铁芯101，固定部件为铁芯115和螺线管线圈113，这些部件均容纳在线圈腔112内。其中，线圈113部分与铁芯115结合，另一部分容纳在导磁壳体116的侧壁，以节省体积占用。圆盘铁芯101位于线圈113的一侧。该铁芯115与导磁材料制成的该导磁阀壳116组成导磁部件，并在面对该圆盘铁芯101的作用面(即顶面)形成一个圆槽121。螺线管线圈113通过控制电流而感生出感应磁场对圆盘铁芯101、铁芯115与导磁阀壳116磁化，形成磁场回路，因此圆盘铁芯101与导磁部件的上端面之间产生电磁力。由于导磁部件固定，所以可推动圆盘铁芯1运动。

由于在导磁部件的作用面上具有隔断磁路的圆槽121，使得磁力线更多的贯穿在螺线管线圈113的端部与圆盘铁芯101之间，可形成有效的磁场回路，增加对圆盘铁芯101的电磁作用力。

一阀杆111的下端借助弹簧110的力压紧在压力传动杆109的上端。压力传动杆109和阀杆111整体运动。圆盘铁芯101的上端与压力传动杆109紧配连接，圆盘铁芯101与压力传动杆109整体运动，从而通过圆盘铁芯101与导磁部件之间的电磁力作用可推动阀杆111及阀体108运动。

一压力传感件(在本实施例中为波纹管105)位于作动腔112内，并设于圆盘铁芯101与铁芯115之间。一压力传感腔114通过供气通道与空调压缩机中的吸气腔Ps连接，且与作动腔112相通。通过感受吸气压力的变化使波纹管105产生弹性变形，从而使波纹管105对杆117产生第一轴向(在本实施例中为向上)的推力。弹簧118置于圆盘铁芯101与波纹管105之间。弹簧118向上推动圆盘铁芯101。压力传动杆109的上端借助波纹管105与弹簧118的力压紧在圆盘铁芯101的下端。压力传动杆109和圆盘铁芯101整体运动。

另外，壳套119为不导磁材料。

线圈113位于导磁阀壳116底部与电源120连接，在接受如空调的启闭状态、乘客室温度或目标温度等外部信号后控制电源输入线圈的电流大小。导磁部件与圆盘铁芯101之间的电磁力大小取决于电流值，因此达到调整阀杆开度的目的，从而改变空调压缩机排量。

综上所述，本发明提供了一种用于准确控制空调中变排量压缩机的电控阀。该电控阀可不采用电磁离合器而将变容式压缩机控制到最小排量，并且线圈匝数较少即能确保螺线管作用力。本发明主要通过圆盘铁芯与导磁部件之间的电磁力推动电控阀阀杆，从而控制电控阀阀体开度。通过斜盘腔压力Pc的变化改变排量空调压缩机斜盘角度，最终达到控制压缩机排量的目的。另外，本发明也可以固定圆盘铁芯，使导磁部件轴向运动推动阀杆，以改变斜盘腔压力Pc，本领域技术人员大可在上述实施例的基础上设计出各种此类变化例。

上面的描述仅仅是为了说明本发明的原理。另外，对于本领域技术人员来说，可很容易进行各种的修改和变形，因此，也并不希望将本发明限制到图示和文字所描述的具体结构和应用场合中，所有适当的变形和等效替换都被认为落在本发明所附权利要求书和它们的等效实施方式范围内。

Claims (3)

1.一种电控阀，适用于控制变排量压缩机的排量，该电控阀包括：

阀壳，阀壳内限定一阀腔、一压力传感腔及一作动腔，该阀腔连通压缩机的排气腔与斜盘腔，且阀腔具有一控制通道；

阀体，容纳在阀腔内以调节该控制通道的开口度；

阀杆，沿轴向设置，其一端在阀腔内支承该阀体，其另一端压紧在一压力传动杆的上端，该压力传动杆的下端延伸至该作动腔；

压力传感件，位于该作动腔内，感应来自该压力传感腔的压力而施加一第一轴向的作用力于该阀体；

固定部件，固定于该作动腔内；以及

可动部件，设在该作动腔内且连接该阀体，该可动部件与该固定部件之间可产生一第二轴向的电磁力，以与该第一轴向作用力形成控制该阀体动作的合力，其中该第一轴向与该第二轴向相反；

该固定部件包括一导磁部件及一螺线管线圈，该可动部件包括一圆盘铁芯，该圆盘铁芯靠近该阀腔且圆盘铁芯的上端与该压力传动杆连接，该导磁部件远离该阀腔；该导磁部件包括铁芯及导磁壳体；该压力传感件位于该圆盘铁芯和该铁芯之间，该圆盘铁芯与该压力传感件之间设有弹簧；该螺线管线圈一部分与该铁芯结合，另一部分容纳在该导磁壳体的侧壁；该导磁部件具有与该圆盘铁芯相对的作用面，且该作用面设有贯穿至内部的螺线管线圈的圆槽。

2.如权利要求1所述的电控阀，其特征在于，该压力传感腔连通该压缩机的吸气腔。

3.如权利要求1所述的电控阀，其特征在于，该作动腔与该压力传感腔相通。

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